Възлагане
Със сигурност вие сами го знаете. Откакто научихте правилната физика, никой филм вече не е забавен, защото виждате всички физически недостатъци в него. В FKS се интересувахме с каква сила на малко дете ще трябва да захапе маса, за да остане там? Как измислихме този въпрос? Като този! 1
Нека първо помислим, че детето не упражнява никаква сила със зъбите си, т.е. той виси свободно на масата, окачена от горната му челюст, и някаква фиктивна хоризонтална сила му пречи да се обърне. Какво можем да кажем в такъв случай? Очевидно е, че детето няма да се движи, така че получената сила трябва да бъде нула. Ако обозначим вертикалния компонент на силата от таблицата, действаща върху детето \ (N \), тогава записваме условието за равенство на вертикалните компоненти на силите във формата \ [N = F_ \] където \ (F_ = mg \) е гравитационната сила, действаща върху детето.
Сега да предположим, че детето хапе в масата със силата \ (F \). Да предположим, че тази сила е точно такава, че няма да се върти, когато фиктивната хоризонтална сила бъде премахната. Разбира се, масата все още действа върху детето със сила \ (N \), но освен това действа върху горната и долната челюст със сили на величина \ (F \) в противоположни посоки. 4 Все още е вярно, че резултатът от силите е нула. Но какво да кажем за техните моменти? Сега силите вече не действат на една векторна линия, така че уравнението за моментите на силите трябва да бъде написано честно. Ще броим моментите по отношение на центъра на тежестта. 5 Но първо трябва да разберем къде действат силите \ (F \). Когато си представим как главата на детето иска да се върти около ръба на масата, можем ясно да видим, че силите действат в местата на горните столове и долните резци. Сега нищо не ни пречи да запишем условието за нулиране на общия момент на силите. Спомнете си, че изчисляваме момента на силата като произведение на величината на силата и разстоянието на векторната линия от точката, с която изчисляваме момента. Математически изразено \ (M = \ rho F \). Така получаваме уравнението \ [\ rho_F = \ rho_F + \ rho_N \]
От горните уравнения е тривиално да се изрази, че \ [F = \ frac> - \ rho _> \] Нека се опитаме да изчислим величината на тази сила. Помислете за дете с маса \ (m = \ SI \). Нека разстоянието на изпражненията от центъра на тежестта е \ (\ rho _ = \ SI \), а "дълбочината на зъбите" 6 \ (\ rho _- \ rho _ = \ SI \). В този случай получаваме \ (F = \ SI \). Много ли е или малко? Тази стойност може да не ви каже много, така че нека дадем кратък преглед на силите, които някои животни могат да развият с челюстите си. 7
| възрастен мъж | \(\ТИ СИ\) |
| Немска овчарка | \(\ТИ СИ\) |
| мастиф 8 | \(\ТИ СИ\) |
| лева | \(\ТИ СИ\) |
| хиена | \(\ТИ СИ\) |
| T-Rex (по-ниска оценка) | \ (\ SI \) - \ (\ SI \) |
| Нилски крокодил | \(\ТИ СИ\) |
| T-Rex (горна оценка) | \ (\ SI \) - \ (\ SI \) |
Въз основа на тази таблица виждаме, че детето няма шанс да държи зъбите си изправени на масата. За другите животни, разбира се, силата, необходима за отглеждането им, варира и зависи от теглото и пропорциите на тялото. Този път настоятелно ви препоръчваме да не се опитвате да изправите тези резултати пред експеримента, освен ако не искате да избягвате посещението на зъболекар за цял живот.
Тук трябва да се отбележи, че ако детето първоначално е висело зад целия горен зъб и се е отклонило малко, резците ще бъдат олекотени и детето ще остане да виси на столове на ръба на масата. Следователно ръбът на таблицата е оста на въртене.↩
Второто нещо е, че такъв опит вероятно би загубил млечни зъби
горната му челюст
Фактът, че те са с еднакъв размер, е лесно да се види, като се осъзнае, че ако не са с еднакъв размер, резултатът им ще бъде ненулев и по този начин детето ще започне да ускорява във вертикална посока.
Но също толкова добра е всяка точка, разположена на вертикала, съдържаща центъра на тежестта, тъй като моментът на тежестта ще бъде нула в този случай, но, разбира се, бихме могли да изберем напълно случайна точка.
разстояние на резците и столовете в напречния профил↩
най-вече кучетата
Дискусия
Тук можете свободно да обсъждате решението, да споделяте своите парчета код и така нататък.
Трябва да влезете, за да добавяте коментари.